Simulation Numérique de Diffusion Optique
Auteur : Dorian MAIGROT
Directeur(s) de mémoire : Lucile Domenach et Brice Barbier
Cinéma
Résumé : Les filtres de diffusion optique sont depuis longtemps des outils techniques essentiels pour les chef·fe·s opérateur·rice·s au cinéma, leur permettant de modifier l’apparence de l’image. Placés devant l’objectif, ces plaques de verre diffusent la lumière, adoucissent les détails et créent des halos autour des hautes lumières. Ce mémoire explore les possibilités de simulation numérique de ces effets, en s’appuyant d’abord sur les outils mathématiques issus de l’optique ondulatoire appliqués au traitement d’image. Dans un second temps, il s’intéresse aux caractéristiques physiques des filtres de diffusion optique, afin de déterminer quelles données doivent être acquises pour une reproduction fidèle de leurs effets. Ces données serviront ensuite de base à la conception d’une émulation numérique aussi réaliste que possible. Enfin, ce travail examine l’intégration de cette simulation dans un workflow professionnel de traitement vidéo en temps réel, en évaluant ses contraintes techniques, ses avantages, ainsi que sa pertinence en production et en post-production.
Mots-clés : Filtre – Diffusion – Optique – Émulation – Texture – Workflow – Étalonnage – DIT – Filtrage – Python – TouchDesigner
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Abstract: Optical diffusion filters have been essential technical tools for cinematographers for a long time, allowing them to change the look of the image. Placed in front of the lens, these glass filters diffuse light, soften details, and create glows around highlights. This thesis explores the possibilities of digitally simulations of these effects, first relying on mathematical tools from wave optics applied to image processing. Secondly, it looks at the physical properties of optical diffusion filters to figure out what data needs to be collected to accurately reproduce their effects. This data will then serve as the foundation for designing a digital emulation that is as realistic as possible. Finally, this work looks at how to integrate this simulation into a real-time video processing workflow, evaluating its technical constraints, benefits, and relevance in production and post-production.
Keywords: Filter – Scattering – Optics – Emulation – Texture – Workflow – Calibration – DIT – Filtering – Python – TouchDesigner
